Uyarlanabilir kertenkeleler, bir yüzyıl önce önerilen önemli evrimsel süreci göstermektedir.
Mojave Çölü'nün çoğunda yan blotlanmış kertenkeleler, çöl çevresine iyi uyum sağlayan kahverengi ve kahverengi lekelere sahiptir. Ancak Pisgah Lava Akıntısı üzerinde, üzerinde yaşadıkları kayaların siyahı gibi çok farklı bir yan lekeli kertenkele popülasyonu bulunur.
Hayvanlar, evrimin onları iyi ayarlanmış uyarlamalarla donattıkları ortamlardan farklı yeni ortamları nasıl işgal eder? Bir lav akışındaki açık renkli kertenkeleler yırtıcı hayvanlar için kolay bir şekilde toplanmalı, bu yüzden nasıl daha koyu renklenmeye evrilmek için yeterince uzun yaşadılar?
Bir açıklama, bir hayvanın özelliklerinin çoğunun sabit olmadığı, ancak ömrü boyunca değişebileceği idi. Bu "fenotipik plastisite", bireysel hayvanların yeni bir ortamda hayatta kalabilecek kadar görünümünü veya davranışlarını değiştirmelerine olanak sağlar. Nihayetinde, hayatta kalmayı teşvik eden yeni uyarlamalar, genetik değişimler ve nesiller boyunca nüfusa etki eden doğal seleksiyon yoluyla popülasyonda ortaya çıkmaktadır. Bu, 1896'da yayınlanan bir dönüm noktasında bu fikri sunan psikolog James Mark Baldwin'den sonra “Baldwin etkisi” olarak bilinir.
Pisgah Lava Akışı'ndaki yan lekeli kertenkeleleri inceleyen bilim adamları, bu süreci titiz detaylarla belgelemiştir. Bireysel kertenkelelerin yeni bir ortamda renkleri nasıl değişebileceğini lavlarda daha koyu hale getirdiklerini gösterdiler; Renklendirmeyi düzenleyen ve lavlar üzerinde ve dışında kalan popülasyonlar arasında farklılık gösteren genleri tanımladılar; ve nüfusun lav akışına uyarlanmış genetik değişikliklerinin, bu kertenkeleleri diğerlerinden daha koyu hale getirdiğini bulmuşlardır. Akım Biyolojisinde 6 Eylül'de yayınlanan bulguları, vahşi bir popülasyonda ortaya çıkan Baldwin etkisinin en ayrıntılı örneği olabilir.
UC Santa Cruz'da ekoloji ve evrimsel biyoloji profesörü olan yazar Barry Sinervo, “Bu eski ve çok güçlü bir fikir ve şimdi vahşi ortamda nasıl olduğuna dair genetik kanıtımız var” dedi.
Sinervo, Kaliforniya'da 30 yıldan fazla süredir yanaklı kertenkeleler üzerinde çalışıyor. İlk yazar olan Ammon Corl, doktorasını kazandı. Sinervo'nun laboratuvarında, UC Berkeley'in Omurgalı Zooloji Müzesi'nde. Corl, yayınlanmamış bir Ph.D'den Pisgah kertenkele popülasyonunu ilk kez öğrendiğini söyledi. Sonoma State Üniversitesi'nde Coauthor Claudia Luke tarafından tezi.
Corl, "Claudia, renklerinin nasıl plastik olduğunu belirlediler ve Pisgah popülasyonundaki renklenmeyi etkileyen genetik değişiklikler için test ettim." Dedi. Baldwin, plastisitenin organizmaların yeni ortamları kolonize etmesine izin verdiğini ve daha sonra doğal seçilim yoluyla yeni adaptasyonlar geliştirdiğini tahmin etti. Şimdiye kadar, bir alan ortamında bunun devam ettiğini göstermek için genetik araçlardan yoksun kaldık. ”
Araştırmacılar, yan-lekeli kertenkeleleri bir arka plandan diğerine (örneğin, kumdan lav taşına) taşıdıklarında, renklenme değişiklikleri bir hafta içinde ortaya çıkmaya başlar ve renklenme aşamasındaki kademeli değişiklikler aylar sonra devam eder. Corl, “Karanlık melanin pigmentinin yavaş, kademeli bir şekilde birikmesi gibi görünüyor” dedi.
Lav akıntısı üzerinde ve dışında bulunan kertenkele popülasyonları, yeni bir ortama taşındıklarında rengini değiştirmelerini sağlayan bu plastisiteye sahiptir. Fakat iki popülasyonda pigmentasyonda kalıtsal farklılıklar da var. Genetik analiz, melanin üretiminin düzenlenmesinde yer alan iki gendeki iki popülasyon arasındaki farklılıkları ortaya çıkardı.
Araştırmacılar, iki popülasyondan kertenkeleleri çaprazladı, yavruları ortak bir ortamda büyüttü ve yavruların renklenmesini ölçtüler. Bu deneyler, melanin ilişkili genlerdeki varyasyonların, kertenkelelerin derilerinin karanlığı ile ilişkili olduğunu gösterdi.
Lav akıntısını çevreleyen yan lekeli kertenkelelerin genetik örneklemesi, lava popülasyonunda bulunan gen varyantlarının bu popülasyonla sınırlı olduğunu göstermiştir, bu da varyantların lav üzerinde yaşayan ve bu popülasyonda yayılan kertenkelelerde meydana gelen mutasyonlarla ortaya çıktığını göstermektedir. Demografik modelleme çalışmaları, yeni mutasyonların, yaklaşık 22.000 yıl önce, lav akışının meydana gelmesinden binlerce yıl sonra ortaya çıktığını gösterdi.
Sinervo, "Başka bir lav akıntısında bile, her yerde yan lekeli kertenkeleler üzerinde çalıştık ve bu genetik varyantlar sadece Pisgah'da bulunduğundan, bunların nerede olduğunu biliyoruz, " dedi. "Bunlar melanin üretim yolunu kontrol ederek renklenmeyi yöneten genler, fakat karmaşık bir şekilde. Pisgah kertenkeleleri herhangi bir popülasyonun lavlarının rengi ile en iyi uyuma sahipler, yine de yine kumlara geri dönüp tamamen farklı bir şekilde uyuşabilirler. arka fon."
Bir kertenkele için olası renklendirme aralığı dikkat çekicidir. Corl, "Bazı yönlerden, doğal seleksiyonun hala çok fazla esnekliğin varlığında hareket etmesi şaşırtıcıdır. Tüm bunlar bir uyumsuzluktur ve hayat ile ölüm arasındaki farkı yaratabilir." Dedi. "Nüfusun içinde hala bir varyasyon var, bu yüzden bu genler üzerinde hareket etme sürecinde doğal seçilim yakaladık. Şimdi, plastik özelliklerin evrimle nasıl şekillendiğini daha iyi anlamak için daha fazla alan ve laboratuar çalışmaları yapabiliriz."